Subjek:Fisika/Materi:Usaha

Dari Wikibuku bahasa Indonesia, sumber buku teks bebas
Langsung ke: navigasi, cari

Usaha adalah suatu kegiatan yang menggunakan energi untuk memindahkan suatu benda, dari suatu tempat ke tempat lain.

Rumus:

\!W=\!f\times\!s

Keterangan:

  • W = usaha (newton meter = joule)
  • F = gaya (newton)
  • s = perpindahan (jarak) ---> (meter)

Keterangan tambahan:

  • 1 N = 105 dyne
  • 1 m = 102 cm
  • 1 Nm = 107 dyne cm
  • 1 J = 107 erg
  • Nm = J
  • dyne cm = erg

Contoh soal

  • Berapakah usaha yang dilakukan pada gaya 55 Newton apabila menempuh jarak 60 dm dalam arah yang sama?

Penyelesaian:

\!W=\!f\times\!s

60 dm = 6 m

\!W=\!55 Newton\times\!6 meter

\!W=\!330 Newton Meter

\!W=\!330 Joule

  • Berapakah usaha yang dilakukan untuk mengangkat batu seberat 150 kg setinggi 6 meter? (g = 10 m/s2)

m = 150 kg ---> \!F=\!m\times\!g=\!150 kg\times\!10 m/s^2=\!1.500 Newton

\!W=\!f\times\!s

=\!1.500 Newton\times\!6 meter

=\!9.000 Newton Meter

=\!9.000 Joule

=\!9 kJ

Pesawat sederhana

Pesawat sederhana adalah suatu alat yang digunakan untuk memudahkan untuk usaha. Jenis-jenis pesawat sederhana:

  • Tuas atau pengungkit
  • katrol
  • bidang miring
  • roda bergandar
  • sekrup

Tuas (pengungkit)

Tuas atau pengungkit adalah alat yang digunakan untuk memindahkan atau mengungkit suatu benda. Tuas berbentuk batang yang keras dan panjang, misalnya batang besi (pipa besi).

Rumus:

\!W\times\!L_b=\!F\times\!L_k


Keterangan:

  • \!W = berat beban (Newton) ---> \!W=\!m\times\!g


  • \!L_b = lengan beban (meter)


  • \!F = gaya yang diberikan(Newton) ---> F = kuasa


  • \!L_k = lengan kuasa (meter)


Contoh:

  • Sebuah batu yang beratnya 2.000 Newton akan diangkat dengan menggunakan tuas yang jaraknya 5 meter. Jika titik tumpunya berada pada jarak 1 meter dari ujung batang yang mengenai batu, berapakah gaya yang harus diberikan pada ujung satunya supaya seimbang?

Lengan kuasa = 5 - 1 = 4 meter

\!W\times\!L_b=\!F\times\!L_k


=\!2.000\times\!1=\!F\times\!4


\!F=\frac{\!2.000\times\!1}{4}


=\frac{2.000}{4}


=\!500 Newton

Keuntungan mekanis

Keuntungan mekanis adalah perbandingan antara beban dan gaya (kuasa) atau perbandingan antara kuasa dengan lengan beban.

Rumus keuntungan mekanis:

\frac{W}{F}=\frac{L_k}{L_b}